Sn-MOF对染料废水中酸性大红3R的吸附特性

通过水热法合成了一种新型的金属有机骨架Sn-MOF,研究了Sn-MOF对染料废水中酸性大红3R(AR3R)的吸附特性。通过SEM、TEM、比表面积测定和红外光谱等方法对Sn-MOF进行了表征,并探讨了初始pH、吸附剂投加量对吸附效果的影响。用拟一级动力学方程、拟二级动力学方程、Elovich方程、粒子扩散方程对吸附曲线进行了分析,研究了其吸附的动力学机理。在研究的条件范围内,拟二级动力学方程和Elovich方程的拟合度较好。通过吸附等温线拟合发现Freundlich方程(R~2=0.986 8)能很好地描述Sn-MOF对AR3R的吸附行为,这说明Sn-MOF对AR3R的吸附是化学吸附。粒子扩散方程表明,粒子内扩散不是控制SnMOF吸附过程的唯一步骤,膜扩散也参与了吸附过程。热力学实验结果表明,AR3R的去除过程是一种自发的吸热过程。经光催化再生处理6个循环后,吸附容量没有明显降低。     

喹诺酮类抗生素在城市典型水环境中的分配系数及其主要环境影响因子

沉积物作为抗生素在水环境中的主要赋存介质,越来越多的研究关注抗生素在水体-沉积物中的分配行为;但此前研究多基于实验室模拟,而在自然水环境中抗生素的分配行为及其与环境因子相关性研究则较少关注.鉴于此,以石家庄市地表水和沉积物为研究对象,采用超高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）分析石家庄水环境中喹诺酮类（QNs）抗生素的时空分布特征,计算其在水和沉积物中的分配系数,并确定自然水环境中分配系数的主要环境影响因子.结果表明：①在石家庄市水体和沉积物中QNs含量分别为8.0~4.4×10³ ng·L^-1和16~2.2×10³ ng·g^-1,其中恩诺沙星（ENR）和氧氟沙星（OFL）分别是水体和沉积物中主要的QNs抗生素;②石家庄市水体中QNs总含量呈现12月（1.0×10⁴ ng·L^-1）大于4月（5.5×10³ ng·L^-1）的趋势,沉积物中QNs亦呈现12月（7.8×10³ ng·g^-1）大于4月的趋势（6.2×10³ ng·g^-1）;③石家庄市水环境中QNs抗生素的分配系数变化范围为34~2.9×10⁵ L·kg^-1,且呈现12月大于4月的趋势;④相关性分析结果表明,总氮（TN）、硝氮（NO₃^--N）、亚硝氮（NO₂^--N）和氨氮（NH₄⁺-N）与大部分QNs［OFL、诺氟沙星（NOR）、ENR、双氟沙星（DIF）和喹酸（OXO）］分配系数显著相关,温度（T）、总有机碳（TOC）和总溶解性固体颗粒物（TDS）与个别QNs［马波沙星（MAR）和DIF］分配系数显著相关.因此,水体富营养化水平会影响抗生素在水体-沉积物中的分配行为.     

β-六溴环十二烷对玉米生长代谢的对映体选择性影响

为了探讨不同光旋纯活性的β-HBCD对植物生长代谢的对映体选择性影响,本研究采用高效液相色谱法(HPLC)优化分离并制备得到β-六溴环十二烷(β-HBCD)单一对映体((+)β-HBCD和(-)β-HBCD),开展了不同浓度梯度的(+)、(rac)和(-)β-HBCD溶液对玉米幼苗的水培暴露实验.随着β-HBCD暴露浓...     

醌基功能型高分子生物载体(PET-AQS)制备及催化生物反硝化特性研究

通过化学合成,将蒽醌磺酸钠(AQS)固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上形成醌基功能型高分子生物载体并研究其在生物反硝化上的应用.通过红外光谱衰减全反射法(ATR-IR)和能谱(EDS)分析,醌基基团成功固定在高分子表面,且醌基质量摩尔浓度为0.140 6 mmol·g-1.醌基功能型高分子生物载体(PET-AQS)能加速生物反硝化,且速率常数Kx与载体投加浓度呈零级反应动力学.在投加PET-AQS 0.056 2 mmol的反硝化体系中,循环使用10次,反硝化速率均是空白体系的1.2倍以上,表明PET-AQS具有良好的重复利用稳定性,有利于实际应用.     

高效异养硝化-好氧反硝化菌Glutamicibacter sp.WS1低温下对多种氮源的脱氮特性及氮代谢机制

针对污水处理厂冬季生物脱氮效率低、出水水质不达标的问题,从活性污泥中分离出1株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌株Glutamicibacter sp.WS1.采用PCR技术扩增该菌株的脱氮功能基因,研究其对不同氮源的低温脱氮效能,通过单因素实验探究环境因子对其低温好氧反硝化性能的影响,并利用氮平衡解析其氮代谢路径.结果表明,菌株WS1含有氮代谢相关的功能基因amoA、napA、nirS和nirK;在15℃低温条件下,菌株WS1在以NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N+NO₃^--N和NH₄⁺-N+NO₃^--N为氮源时,对各无机氮的去除率分别为100%、98.10%、99.87%+100%和100%+94.92%;菌株WS1的最佳反硝化条件：柠檬酸钠为碳源、C/N为16、pH为8、ρ（DO）为4.5~6.8 mg ·L^-1和温度为30℃;在低温（15℃）和低C/N （10）条件下,菌株WS1对NO₃^--N的去除率达到92.50%;异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化和同化作用是菌株WS1去除不同氮源底物的主要途径,其中大部分的无机氮（47%~56%）通过异养硝化-好氧反硝化/好氧反硝化作用转化为了气态氮.菌株WS1在低温污水脱氮领域具有广阔的应用前景.     

基于网络分析解析水源水库春季水体反硝化群落演变特征及驱动因素

结合现场水质调查和nirS反硝化功能基因的高通量测序技术,对周村水库春季热分层形成过程中的反硝化群落演变特征以及影响因素进行解析.结果表明,该时期水体分层逐渐形成,水体硝氮（NO₃^-）、氨氮（NH₄⁺）、总氮（TN）、总有机碳（TOC）、五日生化需氧量（BOD₅）、高锰酸盐指数、总磷（TP）、铁（Fe）和锰（Mn）均呈现显著差异（P<0.01）,氮素呈现明显地下降趋势;高通量测序得到8703个OTU,共归属于3个门、8个主要的属,其中变形菌门占比最大、达到45.27%~78.90%;α-多样性指数计算显示除辛普森指数（Simpson指数）外,ACE指数、Chao指数、香农指数（Shannon指数）以及覆盖率指数（coverage指数）呈现显著差异（P<0.05）;主坐标分析春季3~5月间水体反硝化群落存在显著差异,与置换多因素方差分析的结果相一致（P<0.001）;物种间网络分析显示,该时期共有7个主要的模块,包含131个节点316个边,正向相关的边所占比例高达95.25%;物种-环境因子间网络分析显示,该时期共有5个模块,包含140个节点329个边,正向相关的边所占比例高达51.98%;指示物种分析得到62个指示OTU,关键物种分析得到28个关键物种OTU;RDA以及mantel test分析发现温度（T）、溶解氧（DO）、NO₃^-、TN、TOC、BOD₅和TP是驱动水库春季水体反硝化菌群落结构以及关键反硝化物种演变的主要环境因素.综上,通过对该时期水体反硝化群落演变特征以及影响因素进行研究,可以为水库水体氮素的迁移转化以及污染控制提供技术支持.     

秦岭北麓河流夏季有色溶解有机物分布特征及影响因素

以秦岭北麓辋川河水体为研究对象,利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱结合平行因子分析法解析了夏季辋川河水体有色溶解性有机质(CDOM)的组成结构,并探讨了水体有色溶解性有机质的来源,运用冗余分析法和Pearson相关性分析阐明了光学参数与水质参数的相关性.结果表明,①辋川河水体CDOM由类色氨酸组分C1(245, 300/335 nm)、短波类腐殖质组分C2(240, 320～340/405 nm)和长波类腐殖质组分C3(270, 350～370/470 nm)组成,其中组分C1与C2具有一定的同源性(r=0.859,P0.001).②CDOM吸收系数α(355)表明辋川河水体CDOM浓度处于较低水平,并且α(355)与DOC浓度相关性显著(r=0.850,P0.001),这有利于建立DOC反演模型.③水体荧光指数FI(2.36±0.20)、HIX(3.66±2.47)、BIX(1.56±0.82)和新鲜度指数(β:α)(1.33±0.62),以及光谱斜率比S_R(0.76±0.25)表明,辋川河水体CDOM呈现强自生源、低腐殖化和非陆源的特征.④冗余分析结果表明类腐殖质组分(C2、C3)受藻类代谢和微生物作用影响,而类色氨酸组分(C1)与陆源输入有关,类色氨酸组分C1与DTN呈负相关关系,类腐殖质组分C2和C3与TP、DTP和DOC呈现正相关关系.本文阐明了夏季秦岭北麓河流水体有色溶解有机质的特征及影响因素,为秦岭流域水体治理提供理论依据.     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体好氧反硝化菌群落空间分布特征及驱动因素

为了定向精准地完成适于白洋淀低温期水体水质的好氧反硝化菌的筛选和分离,本文结合水质调查和好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了水体水质、微生物群落α多样性、β多样性分析以及微生物网络分析.结果表明,该时期白洋淀不同采样点的水体水质存在显著差异,入淀河口区的氮素最高;各采样点α多样性存在显著差异(P0.05),藻苲淀(ZZD)和瀑河(BH)的菌群丰富度和多样性最低;与此同时,该时期水体的OTU主要属于变形菌门(Protebacteria)中的α-Proteobacteria纲、β-Proteobacteria纲和γ-Proteobacteria纲;韦恩图分析(Venn)表明各采样点水体好氧反硝化菌群组成存在明显差异;膨胀因子分析(VIF)和RDA分析显示,温度、溶解氧、氨氮、硝氮、溶解性总磷以及氧化还原电位是影响菌群组成的主要环境因子;网络分析表明,该时期微生物网络中物种间以共生关系为主;Mantel test分析得出温度、氧化还原电位、硝氮、氨氮、溶解性总磷以及铁锰是影响模块群落结构演变的关键环境因子.综上可知,基于好氧反硝化功能基因(napA)进行高通量测序来研究白洋淀冬季冰封期水体好氧反硝化菌群落特征和环境驱动因素可行,为实现适于该时期水体水质的好氧反硝化菌"定向-精准-高效"的筛选提供技术支撑.     

工业废水水质对微气泡臭氧化深度处理影响

采用微气泡臭氧化深度处理实际制药废水和制革废水,比较处理性能并分析废水水质对处理性能的影响.结果表明,微气泡臭氧化可有效氧化降解实际制药废水和制革废水中主要有机污染物并去除COD,其深度处理COD去除量与臭氧消耗量之比分别为0.77和1.02,同时明显提高可生化性并降低生物毒性.废水中有机污染物类型影响微气泡臭氧化处理性能,制药废水中存在较多难降解复杂芳香族有机污染物,臭氧化降解难度较大,因而微气泡臭氧化深度处理制药废水性能不及制革废水.废水中无机阴离子不利于臭氧气液传质和分解以及·OH产生,进而影响微气泡臭氧化反应效率以及可生化性改善,降低阴离子浓度有助于提高微气泡臭氧化处理性能.     

华北平原典型城市(石家庄)地下水重金属污染源解析与健康风险评价

地下水重金属污染已引起全球的广泛关注,重金属来源解析及其健康风险评估将为地下水中重金属污染的精准防控提供数据和方法支撑.因此,选取华北平原典型城市——石家庄作为研究区,筛选20个样点,利用APCS-MLR模型和健康风险模型解析评估了石家庄市地下水中10种重金属的污染源及其健康风险.结果表明：①石家庄市地下水中典型重金属的浓度均值排序为：Fe>Zn>Mn>Cu>Al>Pb>Cr>As>Cd>Hg,其中ρ（Fe）和ρ（Pb）的均值分别为260.3 μg ·L^-1和10.01 μg ·L^-1;根据单因子和内梅罗指数,Pb、Fe和Cd是石家庄市地下水主要的污染重金属;②重金属浓度范围为47.30~2560 μg ·L^-1;就空间分布而言,重金属浓度在S3处最高（2560 μg ·L^-1）,而在S9处最低（47.30 μg ·L^-1）;③污染源解析结果表明：工农业活动、交通排放和地质背景是石家庄市地下水中重金属的3个主要来源,其中工农业活动对重金属的累积贡献率最大（47.83%）;④除工农业活动来源的重金属对成人造成潜在威胁（HI>1）外,其余来源的重金属对成人和儿童造成的非致癌风险均处于可接受水平（HI<1）,而致癌风险对成人和儿童均存在潜在威胁;工农业活动是非致癌风险（成人：52.46%,儿童：52.45%）和致癌风险（成人：65.22%,儿童：65.69%）的主要贡献者,其中Cd和As的致癌风险较高.因此,为了保障石家庄地下水环境安全,需严格控制污染来源,进一步加强地下水中重金属污染的风险管控.